DE-112023004529-B4 - Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät, Numerische-Steuerung-Gerät und Energieverbrauchswert-Anpassungsverfahren

Abstract

Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät (30A; 30C; 30D), welches einen Wert des Energieverbrauchs einer Numerische-Steuerung-Werkzeugmaschine (100A; 100B; 100C) anpasst, welche einen Motor antreibt und eine Maschinenbearbeitung gemäß einem Maschinenbearbeitungsprogramm durchführt, wobei das Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät (30A; 30C; 30D) umfasst: eine Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation-Erzeugungseinheit (31; 41), welche basierend auf einem vorherigen Energieverbrauchswert, welcher ein Wert des Energieverbrauchs bei einer vorherigen Ausführung eines Maschinenbearbeitungsprogramms ist, einem aktuellen Energieverbrauchswert, welcher ein Wert des Energieverbrauchs bei einer aktuellen Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist, und einer aktuellen Maschinenbearbeitungsbedingung, welche eine Maschinenbearbeitungsbedingung bei einer aktuellen Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist und den aktuellen Energieverbrauchswert beeinflusst, eine Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation zum Bestimmen einer nächsten Maschinenbearbeitungsbedingung so erzeugt, dass ein nächster Energieverbrauchswert, welcher ein Wert des Energieverbrauchs bei einer nächsten Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist, kleiner als der aktuelle Energieverbrauchswert wird, wobei die nächste Maschinenbearbeitungsbedingung eine Maschinenbearbeitungsbedingung bei einer nächsten Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist und den nächsten Energieverbrauchswert beeinflusst.

Inventors

• Takanobu Kawaguchi
• Tomoya Fujita
• Kosuke Tsujikawa

Assignees

• MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20230510

Claims (14)

1. Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät (30A; 30C; 30D), welches einen Wert des Energieverbrauchs einer Numerische-Steuerung-Werkzeugmaschine (100A; 100B; 100C) anpasst, welche einen Motor antreibt und eine Maschinenbearbeitung gemäß einem Maschinenbearbeitungsprogramm durchführt, wobei das Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät (30A; 30C; 30D) umfasst: eine Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation-Erzeugungseinheit (31; 41), welche basierend auf einem vorherigen Energieverbrauchswert, welcher ein Wert des Energieverbrauchs bei einer vorherigen Ausführung eines Maschinenbearbeitungsprogramms ist, einem aktuellen Energieverbrauchswert, welcher ein Wert des Energieverbrauchs bei einer aktuellen Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist, und einer aktuellen Maschinenbearbeitungsbedingung, welche eine Maschinenbearbeitungsbedingung bei einer aktuellen Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist und den aktuellen Energieverbrauchswert beeinflusst, eine Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation zum Bestimmen einer nächsten Maschinenbearbeitungsbedingung so erzeugt, dass ein nächster Energieverbrauchswert, welcher ein Wert des Energieverbrauchs bei einer nächsten Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist, kleiner als der aktuelle Energieverbrauchswert wird, wobei die nächste Maschinenbearbeitungsbedingung eine Maschinenbearbeitungsbedingung bei einer nächsten Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist und den nächsten Energieverbrauchswert beeinflusst.
2. Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät (30A; 30C; 30D) gemäß Anspruch 1 , wobei die Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation einen Änderungswert von der aktuellen Maschinenbearbeitungsbedingung auf die nächste Maschinenbearbeitungsbedingung ist.
3. Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät (30A; 30C; 30D) gemäß Anspruch 2 , wobei die Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation-Erzeugungseinheit (31) den vorherigen Energieverbrauchswert mit dem aktuellen Energieverbrauchswert vergleicht und basierend auf einem Vergleichsergebnis einen Änderungswert auf die nächste Maschinenbearbeitungsbedingung bestimmt.
4. Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät (30A; 30C; 30D) gemäß Anspruch 3 , wobei der Änderungswert ein Änderungswert eines spezifischen Überschreibungswerts ist, und die Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation-Erzeugungseinheit (31) den durch Erhöhen des spezifischen Überschreibungswerts erhaltenen Änderungswert in einem Fall bestimmt, in welchem der aktuelle Energieverbrauchswert größer als der vorherige Energieverbrauchswert ist, und den durch Verringern des spezifischen Überschreibungswerts erhaltenen Änderungswert in einem Fall bestimmt, in welchem der aktuelle Energieverbrauchswert kleiner als der vorherige Energieverbrauchswert ist.
5. Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät (30C; 30D) gemäß Anspruch 1 , wobei die Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation die nächste Maschinenbearbeitungsbedingung ist, welche eine Maschinenbearbeitungsbedingung bei einer nächsten Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist.
6. Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät (30A; 30C; 30D) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 , wobei die Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation mindestens ein Informationselement über einen Überschreibungswert eines Motors während der Maschinenbearbeitung, eine Beschleunigungsdauerkonstante, eine Vorschubgeschwindigkeit, eine Spindelrotationsgeschwindigkeit und eine Pulsweitenmodulationsträgerfrequenz für jede durch die Numerische-Steuerung-Werkzeugmaschine (100A; 100B; 100C) angetriebene Welle umfasst.
7. Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät (30A; 30C; 30D) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 , wobei der vorherige Energieverbrauchswert und der aktuelle Energieverbrauchswert eine Summe von Energieverbrauchswerten eines durch die Numerische-Steuerung-Werkzeugmaschine (100A; 100B; 100C) angetriebenen Motors und/oder eine Summe von Energieverbrauchswerten eines Invertergeräts, welches eine Servosteuerung des Motors durchführt, und/oder eine Summe von Energieverbrauchswerten eines Wandlergeräts (16), welches das Invertergerät mit Energie versorgt, und/oder eine Summe von Energieverbrauchswerten eines in der Numerische-Steuerung-Werkzeugmaschine (100A; 100B; 100C) enthaltenen Peripheriegeräts (17A, 17B) und/oder ein Energieverbrauchswert einer Energiehauptversorgungseinheit (51), welche Energie in die Numerische-Steuerung-Werkzeugmaschine (100A; 100B; 100C) eingibt, ab Ausführungsbeginn bis Ausführungsende des Maschinenbearbeitungsprogramms sind.
8. Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät (30A; 30C; 30D) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4 , wobei der Änderungswert ein Änderungswert ist, welcher für jeden Typ der Maschinenbearbeitungsbedingung voreingestellt ist, ein Änderungswert ist, welcher durch Multiplizieren der aktuellen Maschinenbearbeitungsbedingung mit einem für jeden Typ der Maschinenbearbeitungsbedingung voreingestellten spezifischen Koeffizienten berechnet wird, oder ein Änderungswert ist, welcher durch Multiplizieren der aktuellen Maschinenbearbeitungsbedingung mit einer Rate eines Werts der Zunahme oder Abnahme von dem vorherigen Energieverbrauchswert auf den aktuellen Energieverbrauchswert berechnet wird.
9. Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät (30A; 30C; 30D) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4 , wobei der Änderungswert ein Änderungswert ist, welcher in Abhängigkeit eines Werts der Zunahme oder Abnahme von einer Summe von aus dem vorherigen Energieverbrauchswert berechneten Arbeitsverlusten eines Motors auf eine Summe von aus dem aktuellen Energieverbrauchswert berechneten Arbeitsverlusten eines Motors berechnet wird oder in Abhängigkeit eines Werts der Zunahme oder Abnahme von einer Summe von aus dem vorherigen Energieverbrauchswert berechneten Arbeitsverlusten einer Antriebseinheit auf eine Summe von aus dem aktuellen Energieverbrauchswert berechneten Arbeitsverlusten einer Antriebseinheit berechnet wird.
10. Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät (30A; 30C; 30D) gemäß Anspruch 9 , wobei der Änderungswert ein Änderungswert ist, welcher durch Multiplizieren der aktuellen Maschinenbearbeitungsbedingung mit einer Rate eines Werts der Zunahme oder Abnahme der Summe der Arbeitsverluste des Motors berechnet wird, oder ein Änderungswert ist, welcher durch Multiplizieren der aktuellen Maschinenbearbeitungsbedingung mit einer Rate eines Werts der Zunahme oder Abnahme der Summe der Arbeitsverluste des Antriebseinheit berechnet wird.
11. Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät (30D) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 , wobei die Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation-Erzeugungseinheit ein Maschinelles-Lernen-Gerät (60) ist, welches die Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation lernt, und das Maschinelles-Lernen-Gerät (60) umfasst: eine Zustandsbeobachtungseinheit (64), welche den vorherigen Energieverbrauchswert, den aktuellen Energieverbrauchswert und die aktuelle Maschinenbearbeitungsbedingung als Zustandsvariablen beobachtet; und eine Lerneinheit (61), welche die Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation auf Grundlage eines Datensatzes lernt, welcher basierend auf den Zustandsvariablen erzeugt ist.
12. Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät (30A; 30C; 30D) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei die Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation-Erzeugungseinheit (31; 41) in einem Fall, in welchem ein Wert der Energievariation, welche eine Differenz zwischen dem vorherigen Energieverbrauchswert und dem aktuellen Energieverbrauchswert ist, gleich oder kleiner als ein erster Schwellenwert ist, oder in einem Fall, in welchem ein Wert der Arbeitsverlustvariation, welche eine Differenz zwischen einem aus dem vorherigen Energieverbrauchswert berechneten Arbeitsverlust und einem aus dem aktuellen Energieverbrauchswert berechneten Arbeitsverlust ist, gleich oder kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, die Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation nicht ändert.
13. Numerische-Steuerung-Gerät (40B), welches einen Wert des Energieverbrauchs einer Numerische-Steuerung-Werkzeugmaschine (100B) anpasst, welche einen Motor antreibt und eine Maschinenbearbeitung gemäß einem Maschinenbearbeitungsprogramm durchführt, wobei das Numerische-Steuerung-Gerät (40B) umfasst: eine Energieverbrauchswert-Berechnungseinheit (43), welche einen Wert des Energieverbrauchs der Numerische-Steuerung-Werkzeugmaschine (100B) berechnet; eine Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation-Erzeugungseinheit (41), welche basierend auf einem vorherigen Energieverbrauchswert, welcher ein Wert des Energieverbrauchs bei einer vorherigen Ausführung eines Maschinenbearbeitungsprogramms ist, einem aktuellen Energieverbrauchswert, welcher ein Wert des Energieverbrauchs bei einer aktuellen Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist, und einer aktuellen Maschinenbearbeitungsbedingung, welche eine Maschinenbearbeitungsbedingung bei einer aktuellen Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist und den aktuellen Energieverbrauchswert beeinflusst, eine Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation zum Bestimmen einer nächsten Maschinenbearbeitungsbedingung so erzeugt, dass ein nächster Energieverbrauchswert, welcher ein Wert des Energieverbrauchs bei einer nächsten Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist, kleiner als der aktuelle Energieverbrauchswert wird, wobei die nächste Maschinenbearbeitungsbedingung eine Maschinenbearbeitungsbedingung bei einer nächsten Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist und den nächste Energieverbrauchswert beeinflusst; und eine Maschinenbearbeitungsprogramm-Ausführungseinheit (44), welche das Maschinenbearbeitungsprogramm wiederholt ausführt und die durch die Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation-Erzeugungseinheit (41) bestimmte Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation beim Ausführen des Maschinenbearbeitungsprogramms verwendet.
14. Energieverbrauchswert-Anpassungsverfahren, welches einen Wert des Energieverbrauchs einer Numerische-Steuerung-Werkzeugmaschine (100A; 100B; 100C) anpasst, welche einen Motor antreibt und eine Maschinenbearbeitung gemäß einem Maschinenbearbeitungsprogramm durchführt, wobei das Energieverbrauchswert-Anpassungsverfahren umfasst: einen durch ein Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät (30A; 30C; 30D), welches den Wert des Energieverbrauchs anpasst, durchgeführten Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation-Erzeugungsschritt des Erzeugens, basierend auf einem vorherigen Energieverbrauchswert, welcher ein Wert des Energieverbrauchs bei einer vorherigen Ausführung eines Maschinenbearbeitungsprogramms ist, einem aktuellen Energieverbrauchswert, welcher ein Wert des Energieverbrauchs bei einer aktuellen Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist, und einer aktuellen Maschinenbearbeitungsbedingung, welche eine Maschinenbearbeitungsbedingung bei einer aktuellen Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist und den aktuellen Energieverbrauchswert beeinflusst, einer Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation zum Bestimmen einer nächsten Maschinenbearbeitungsbedingung so, dass ein nächster Energieverbrauchswert, welcher ein Wert des Energieverbrauchs bei einer nächsten Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist, kleiner als der aktuelle Energieverbrauchswert wird, wobei die nächste Maschinenbearbeitungsbedingung eine Maschinenbearbeitungsbedingung bei einer nächsten Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist und den nächste Energieverbrauchswert beeinflusst.

Description

Bereich Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät, welches den Wert des Energieverbrauchs einer Werkzeugmaschine, welche eine Maschinenbearbeitung gemäß einem Maschinenbearbeitungsprogramm durchführt, an einen optimalen Wert annähert und dabei den Wert des Energieverbrauchs reduziert, ein Numerische-Steuerung-Gerät und ein Energieverbrauchswert-Anpassungsverfahren. Hintergrund In einer industriellen Werkzeugmaschine, welche eine Maschinenbearbeitung der gleichen Komponente wiederholt, wie beispielsweise eine Werkzeugmaschine, welche einen Motor antreibt und eine Maschinenbearbeitung gemäß einem Maschinenbearbeitungsprogramm durchführt, ist es erforderlich, den Wert des Energieverbrauchs pro Komponente bei Maschinenbearbeitung zu reduzieren. Ein in Patentliteratur 1 beschriebenes Steuergerät bestimmt eine Sollzeitkonstante mit einem relativen Zusammenhang zu einer Beschleunigungsdauer und/oder einer Bremsungsdauer eines Vorschubachsenantriebsmotors basierend auf der Summe des Werts des Energieverbrauchs des Vorschubachsenantriebsmotors und des Werts des Energieverbrauchs eines bei konstanter Energie betriebenen Instruments und steuert den Vorschubachsenantriebsmotor basierend auf der Sollzeitkonstante, wodurch der Wert des Energieverbrauchs einer Werkzeugmaschine als Ganzes reduziert wird. Zitierungsliste Patentliteratur Patentliteratur 1: JP 2010 - 250 697 A Kurzbeschreibung der Erfindung Durch die Erfindung zu lösendes Problem Selbst wenn die Sollzeitkonstante einmal bestimmt ist, ändern sich bei der Technik von Patentliteratur 1 jedoch diverse Maschinenbearbeitungsbedingungen, welche die Sollzeitkonstante zum Minimieren des Werts des Energieverbrauchs umfassen, durch Reibung und Wärme, welche bei Voranschreiten der Maschinenbearbeitung erzeugt werden, und der Änderung kann nicht gefolgt werden. Die vorliegende Offenbarung wurde in Anbetracht des Obigen gemacht, und ihr Ziel ist es, ein Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät bereitzustellen, welches ausgebildet ist, eine Verringerung des Werts des Energieverbrauchs durch einen einfachen Prozess selbst in einem Fall einfach zu realisieren, in welchem sich diverse Maschinenbearbeitungsbedingungen zum Minimieren des Werts des Energieverbrauchs durch durch Maschinenbearbeitung erzeugte Reibung und Wärme ändern. Mittel zum Lösen des Problems Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen und das Ziel zu erreichen, ist die vorliegende Offenbarung ein Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät, welches einen Wert des Energieverbrauchs einer Numerische-Steuerung-Werkzeugmaschine anpasst, welche einen Motor antreibt und eine Maschinenbearbeitung gemäß einem Maschinenbearbeitungsprogramm durchführt, wobei das Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät umfasst: eine Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation-Erzeugungseinheit, welche basierend auf einem vorherigen Energieverbrauchswert, welcher ein Wert des Energieverbrauchs bei einer vorherigen Ausführung eines Maschinenbearbeitungsprogramms ist, einem aktuellen Energieverbrauchswert, welcher ein Wert des Energieverbrauchs bei einer aktuellen Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist, und einer aktuellen Maschinenbearbeitungsbedingung, welche eine Maschinenbearbeitungsbedingung bei einer aktuellen Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist und den aktuellen Energieverbrauchswert beeinflusst, eine Maschinenbearbeitungsbedingungsinformation zum Bestimmen einer nächsten Maschinenbearbeitungsbedingung so erzeugt, dass ein nächster Energieverbrauchswert, welcher ein Wert des Energieverbrauchs bei einer nächsten Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist, kleiner als der aktuelle Energieverbrauchswert wird, wobei die nächste Maschinenbearbeitungsbedingung eine Maschinenbearbeitungsbedingung bei einer nächsten Ausführung des Maschinenbearbeitungsprogramms ist und den nächsten Energieverbrauchswert beeinflusst. Wirkungen der Erfindung Das Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät gemäß der vorliegenden Offenbarung erreicht die Wirkung, dass es möglich ist, eine Verringerung des Werts des Energieverbrauchs durch einen einfachen Prozess selbst in einem Fall einfach zu realisieren, in welchem sich diverse Maschinenbearbeitungsbedingungen zum Minimieren des Werts des Energieverbrauchs durch durch Maschinenbearbeitung erzeugte Reibung und Wärme ändern. Kurze Beschreibung der Zeichnungen 1 ist eine Ansicht, welche eine Konfiguration eines Werkzeugmaschinengeräts einer Numerische-Steuerung-Werkzeugmaschine zeigt, auf welche ein Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät gemäß einer ersten Ausführungsform angewendet ist.2 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines Numerische-Steuerung-Maschinenbearbeitungssystems zeigt, welches das Energieverbrauchswert-Anpassungsgerät gemäß der ersten Ausführungsform umfasst.3 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration des Energieverbrauchswert-Anpassungsgeräts gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.4 ist ein Ablaufdiagramm, welches eine Proz